6、電時(shí)間不宜太長(zhǎng)，以免金屬絲溫度升高，導(dǎo)致電阻率在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中變大。
一、思維辨析(判斷正誤，正確的畫(huà)“√”，錯(cuò)誤的畫(huà)“×”。)
1．50分度的游標(biāo)卡尺的精確度為0.01 mm。(×)
2．螺旋測(cè)微器的固定刻度部分的最小分度為1 mm。(×)
3．因金屬絲電阻較小，所以用伏安法測(cè)電阻時(shí)應(yīng)采用內(nèi)接法。(×)
4．測(cè)量金屬絲的電阻時(shí)，通過(guò)金屬絲的電流不能過(guò)大，通電時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)。(√)
二、對(duì)點(diǎn)微練
1．(游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器的使用)用螺旋測(cè)微器測(cè)量一根金屬絲的直徑，測(cè)量結(jié)果如圖甲，其讀數(shù)為_(kāi)_______mm。用游標(biāo)為50分度的卡尺測(cè)量某圓筒的內(nèi)徑，則該游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺每一小格的長(zhǎng)度
7、為_(kāi)_____mm，測(cè)量結(jié)果如圖乙所示，此工件的直徑為_(kāi)_____cm。
答案 1.554 0.98 1.114
2．(實(shí)驗(yàn)原理)在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，由ρ＝可知，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性影響最大的是( )
A．導(dǎo)線直徑d的測(cè)量 B．電壓U的測(cè)量
C．電流I的測(cè)量 D．導(dǎo)線長(zhǎng)度的測(cè)量
解析 四個(gè)選項(xiàng)中的四個(gè)物理量對(duì)金屬絲的電阻率均有影響，但影響最大的是直徑d，因?yàn)樵谟?jì)算式中取直徑的平方。A項(xiàng)正確。
答案 A
3．(實(shí)驗(yàn)器材的選擇)某同學(xué)要測(cè)定一個(gè)阻值R約為5 Ω的電阻，實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下：
A．電壓表(量程0～3 V，內(nèi)阻約30 kΩ)
B．電流表(
8、量程0～0.6 A，內(nèi)阻約1.0 Ω)
C．滑動(dòng)變阻器R1(阻值范圍0～10 Ω，允許最大電流3 A)
D．滑動(dòng)變阻器R2(阻值范圍0～500 Ω，允許最大電流1 A)
E．電源E(電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻不計(jì))
F．開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線
(1)圖中部分電路已連接，請(qǐng)?jiān)趫D中以筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將電壓表接入電路中的正確位置。
(2)圖中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________(填“R1”或“R2”)更合理。
(3)閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)該置于________(填“A”或“B”)端。
答案 (1)如圖所示
(2)R1 (3)A
見(jiàn)學(xué)生用書(shū)P125
微考點(diǎn) 1 測(cè)量?jī)x器、儀表的讀數(shù)
9、
核|心|微|講
1．游標(biāo)卡尺的讀數(shù)＝主尺讀數(shù)＋游標(biāo)尺讀數(shù)。
2．螺旋測(cè)微器讀數(shù)＝固定刻度部分讀數(shù)(mm)＋可動(dòng)刻度部分讀數(shù)×精確度(mm)。
3．0～3 V的電壓表和0～3 A的電流表讀數(shù)方法相同，此量程下的精確度是0.1 V或0.1 A，看清楚指針的實(shí)際位置，讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位。
4．對(duì)于0～15 V量程的電壓表，精確度是0.5 V，在讀數(shù)時(shí)只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面一位，即讀到0.1 V。
5．對(duì)于0～0.6 A量程的電流表，精確度是0.02 A，在讀數(shù)時(shí)只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位，這時(shí)要求“半格估讀”，即讀到最小刻度的一半0.01 A。
典|例|微|探
【例1】 (1)如圖甲所示
10、的三把游標(biāo)卡尺，它們的游標(biāo)尺從上至下分別為9 mm長(zhǎng)10等分、19 mm長(zhǎng)20等分、49 mm長(zhǎng)50等分，它們的讀數(shù)依次為_(kāi)_______ mm，________ mm，________ mm。
(2)使用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖乙所示，則金屬絲的直徑是________ mm。
甲
乙
(3)①圖丙使用0.6 A量程時(shí)，對(duì)應(yīng)刻度盤(pán)上每一小格代表________ A，圖中表針示數(shù)是________ A；當(dāng)使用3 A量程時(shí)，對(duì)應(yīng)刻度盤(pán)中每一小格代表________ A，圖中表針示數(shù)為_(kāi)_______ A。
②圖丁使用較小量程時(shí)，每小格表示________ V，圖中表針
11、的示數(shù)為_(kāi)_______ V。若使用的是較大量程，則這時(shí)表盤(pán)刻度每小格表示__________ V，圖中表針示數(shù)為_(kāi)_______ V。
(4)旋鈕式電阻箱如圖戊所示，電流從接線柱A流入，從B流出，則接入電路的電阻為_(kāi)_______ Ω。今欲將接入電路的電阻改為2 087 Ω，最簡(jiǎn)單的操作方法是____________________________________。若用兩個(gè)這樣的電阻箱，即可得到的電阻值范圍為_(kāi)_______。
【解題導(dǎo)思】
(1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則是什么？
答：主尺讀數(shù)＋格數(shù)×精確度。
(2)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)規(guī)則是什么？
答：固定刻度部分讀數(shù)＋可動(dòng)部分讀數(shù)×
12、精確度。
解析 (1)最上面圖讀數(shù)：整毫米是17，不足1毫米數(shù)是7×0.1 mm＝0.7 mm，最后結(jié)果是17 mm＋0.7 mm＝17.7 mm。
中間圖讀數(shù)：整毫米是23，不足1毫米數(shù)是17×0.05 mm＝0.85 mm，最后結(jié)果是23 mm＋0.85 mm＝23.85 mm。
最下面圖讀數(shù)：整毫米是3，不足1毫米數(shù)是9×0.02 mm＝0.18 mm，最后結(jié)果是3 mm＋0.18 mm＝3.18 mm。
(2)固定刻度示數(shù)為2.0 mm，不足半毫米的從可動(dòng)刻度上讀，其示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm。
(3)①使用0.6 A
13、量程時(shí)，刻度盤(pán)上的每一小格為0.02 A，表針示數(shù)為0.44 A；當(dāng)使用3 A量程時(shí)，每一小格為0.1 A，表針示數(shù)為2.20 A。
②電壓表使用3 V量程時(shí)，每小格表示0.1 V，表針示數(shù)為1.70 V；使用15 V量程時(shí)，每小格表示0.5 V，表針示數(shù)為8.5 V。
(4)電阻為1 987 Ω。最簡(jiǎn)單的操作方法是將“×1 k”旋鈕調(diào)到2，再將“×100”旋鈕調(diào)到0。每個(gè)電阻箱的最大阻值是9 999 Ω，用這樣的兩個(gè)電阻箱串聯(lián)可得到的最大電阻是2×9 999 Ω＝19 998 Ω。故用兩個(gè)這樣的電阻箱，可得到的電阻值范圍為0～19 998 Ω。
答案 (1)17.7 23.85 3.1
14、8 (2)2.150
(3)①0.02 0.44 0.1 2.20 ②0.1 1.70 0.5 8.5 (4)1 987 將“×1 k”旋鈕調(diào)到2，再將“×100”旋鈕調(diào)到0 0～19 998 Ω
題|組|微|練
1．現(xiàn)有一合金制成的圓柱體，為測(cè)量該合金的電阻率，現(xiàn)用伏安法測(cè)圓柱體兩端之間的電阻，用螺旋測(cè)微器測(cè)量該圓柱體的直徑，用游標(biāo)卡尺測(cè)量該圓柱體的長(zhǎng)度。螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖甲和乙所示。
(1)由上圖讀得圓柱體的直徑為_(kāi)_______cm，長(zhǎng)度為_(kāi)_______cm。
(2)若流經(jīng)圓柱體的電流為I，圓柱體兩端之間的電壓為U，圓柱體的直徑和長(zhǎng)度分別為D、L，測(cè)得D、L、
15、I、U表示的電阻率的關(guān)系式為ρ＝________。
解析 (1)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為1.5 mm＋34.4×0.01 mm＝1.844 mm(1.842～1.846范圍內(nèi)的均可)；游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為42 mm＋8×0.05 mm＝42.40 mm＝4.240 cm。
(2)圓柱體的橫截面積為S′＝π2，由電阻定律R＝ρ和歐姆定律R＝可知，ρ＝。
答案 (1)0.184 4 4.240 (2)
2．某實(shí)驗(yàn)探究小組的同學(xué)準(zhǔn)備測(cè)量電爐絲的電阻率，他們首先用螺旋測(cè)微器測(cè)出一段電爐絲的直徑和長(zhǎng)度如圖甲、乙所示，則該電爐絲的直徑為_(kāi)_______ mm，長(zhǎng)度為_(kāi)_________ mm。該小組同學(xué)又從
16、標(biāo)稱(chēng)為“220 V,500 W”“220 V,300 W”“220 V，25 W”的3個(gè)電爐中任選一個(gè)，正確使用多用電表歐姆×10擋測(cè)量其阻值，結(jié)果如圖丙所示，則該電爐的阻值是________ Ω，標(biāo)稱(chēng)功率為_(kāi)_______ W。
解析 由圖甲所示螺旋測(cè)微器可知，固定刻度示數(shù)為0.5 mm，可動(dòng)刻度示數(shù)為40.0×0.01 mm＝0.400 mm，金屬絲直徑為0.5 mm＋0.400 mm＝0.900 mm；
由圖乙所示游標(biāo)卡尺可知，主尺示數(shù)為3.3 cm＝33 mm，游標(biāo)尺示數(shù)為2×0.05 mm＝0.10 mm，金屬絲的長(zhǎng)度為33 mm＋0.10 mm＝33.10 mm；
由
17、圖丙可知，該電爐的阻值是16.4×10＝164 Ω，根據(jù)P＝得，功率P＝W＝295.1 W，故標(biāo)稱(chēng)功率為300 W。
答案 0.900 33.10 164 300
微考點(diǎn) 2 儀器的選擇和電路的設(shè)計(jì)
核|心|微|講
1．電路設(shè)計(jì)的原則
(1)正確性：實(shí)驗(yàn)所依據(jù)的原理應(yīng)當(dāng)符合物理學(xué)的基本原理。
(2)安全性：實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施要安全可靠，實(shí)施過(guò)程中不應(yīng)對(duì)儀器及人身造成危害。要注意到各種電表均有量程、電阻均有最大允許電流和最大功率，電源也有最大允許電流，不能燒壞儀器。
(3)方便性：實(shí)驗(yàn)應(yīng)當(dāng)便于操作，便于讀數(shù)，便于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
(4)精確性：在實(shí)驗(yàn)方案、儀器、儀表量程的選擇上，應(yīng)使實(shí)
18、驗(yàn)誤差盡可能小。
2．電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的選擇
(1)選擇電表：根據(jù)不使電表受損和盡量減少誤差的原則選擇電表。合理選擇量程，務(wù)必使指針有較大偏轉(zhuǎn)(一般要大于量程的)，以減少測(cè)量誤差。
(2)選擇滑動(dòng)變阻器：根據(jù)電路中可能出現(xiàn)的電壓或電流范圍選擇滑動(dòng)變阻器，注意流過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流不超過(guò)它的額定值，在此條件下，為了便于調(diào)節(jié)，應(yīng)選阻值小的、不選阻值大的滑動(dòng)變阻器。
典|例|微|探
【例2】 實(shí)驗(yàn)室購(gòu)買(mǎi)了一捆標(biāo)稱(chēng)長(zhǎng)度為100 m的銅導(dǎo)線，某同學(xué)想通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定其實(shí)際長(zhǎng)度。該同學(xué)首先測(cè)得導(dǎo)線橫截面積為1.0 mm2，查得銅的電阻率為1.7×10－8 Ω·m，再利用如圖所示電路測(cè)出銅導(dǎo)線的電阻Rx，從
19、而確定導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度。
可供使用的器材有：
電流表：量程0.6 A，內(nèi)阻約0.2 Ω；
電壓表：量程3 V，內(nèi)阻約9 kΩ；
滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值5 Ω；
滑動(dòng)變阻器R2：最大阻值20 Ω；
定值電阻：R0＝3 Ω；
電源：電動(dòng)勢(shì)6 V，內(nèi)阻可不計(jì)；
開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。
回答下列問(wèn)題：
(1)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________(填“R1”或“R2”)，閉合開(kāi)關(guān)S前應(yīng)將滑片移至________(填“a”或“b”)端。
(2)在實(shí)物圖中，已正確連接了部分導(dǎo)線，請(qǐng)根據(jù)圖中的電路完成剩余部分的連接。
(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.50 A時(shí)，電壓表示
20、數(shù)如圖所示，讀數(shù)為_(kāi)_______ V。
(4)導(dǎo)線實(shí)際長(zhǎng)度為_(kāi)_______ m。(保留兩位有效數(shù)字)
【解題導(dǎo)思】
(1)原理圖中的滑動(dòng)變阻器是哪種接法？
答：限流式接法。
(2)寫(xiě)出本實(shí)驗(yàn)中的原理關(guān)系式。
答：由R＝ρ，得l＝。
解析 (1)由Rx＝ρ可估算銅導(dǎo)線的電阻Rx約為1.7 Ω，(Rx＋R0)約為4.7 Ω。若選用R1＝5 Ω的滑動(dòng)變阻器，電流表和電壓表的調(diào)節(jié)范圍較小且面臨“燒壞”的危險(xiǎn)，故應(yīng)選用R2＝20 Ω的滑動(dòng)變阻器?；瑒?dòng)變阻器采用限流式接法，閉合開(kāi)關(guān)前應(yīng)將觸頭移至接入阻值最大的a端。
(2)如圖所示。
(3)電壓表的讀數(shù)需估讀一位，數(shù)值為2.30
21、V。
(4)由歐姆定律可知，(Rx＋R0)＝＝ Ω＝4.6 Ω，所以Rx＝1.6 Ω。再根據(jù)Rx＝ρ可解得l＝94 m。
答案 (1)R2 a (2)見(jiàn)解析圖 (3)2.30(2.29,2.31也正確) (4)94(93,95也正確)
題|組|微|練
3．在“測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)。待測(cè)金屬絲接入電路部分的長(zhǎng)度約為50 cm。
(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，其中某一次測(cè)量結(jié)果如圖所示，其讀數(shù)應(yīng)為_(kāi)_______mm。(該值接近多次測(cè)量的平均值)
(2)用伏安法測(cè)金屬絲的電阻Rx。實(shí)驗(yàn)所用器材為：電池組(電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻約1 Ω)、電流表(內(nèi)阻約0
22、.1 Ω)、電壓表(內(nèi)阻約3 kΩ)、滑動(dòng)變阻器R(0～20 Ω，額定電流2 A)、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)如下：
由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，他們測(cè)量Rx是采用圖中的________(填“甲”或“乙”)圖。
甲 乙
(3)下圖是測(cè)量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已經(jīng)連接了部分導(dǎo)線，滑動(dòng)變阻器的滑片P置于變阻器的一端。請(qǐng)根據(jù)(2)所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖中的實(shí)物間的連線，并使閉合開(kāi)關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞。
(4)這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U－I坐標(biāo)系，如圖所示，圖中已標(biāo)出了與測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的4個(gè)坐
23、標(biāo)點(diǎn)。請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出第2、4、6次測(cè)量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)，并描繪出U－I圖線。由圖線得到金屬絲的阻值Rx＝__________Ω。(保留兩位有效數(shù)字)
(5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為_(kāi)_______。(填選項(xiàng)字母)
A．1×10－2 Ω·m B．1×10－3 Ω·m
C．1×10－6 Ω·m D．1×10－8 Ω·m
(6)(多選)任何實(shí)驗(yàn)測(cè)量都存在誤差。本實(shí)驗(yàn)所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)，下列關(guān)于誤差的說(shuō)法正確的是________。(填選項(xiàng)字母)
A．用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)，由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差
B．由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差
C．若
24、將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)，可以消除由測(cè)量?jī)x表引起的系統(tǒng)誤差
D．用U－I圖象處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差
解析 (1)主尺半刻度線未露出，讀數(shù)為0，螺旋尺的讀數(shù)為39.8×0.01 mm＝0.398 mm，所以此螺旋測(cè)微器讀數(shù)為(0＋0.398) mm＝0.398 mm。
(2)由圖表數(shù)據(jù)可知，待測(cè)電阻阻值約為5 Ω，若電路采用限流接法，回路最小電流I＝，代入數(shù)值約為0.11 A，不可能達(dá)到0.020 A，所以應(yīng)該是分壓接法。
(3)連接實(shí)物圖時(shí)要注意：開(kāi)關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器應(yīng)處于零阻值處，以使待測(cè)電阻的分壓最??；應(yīng)保證開(kāi)關(guān)能控制整個(gè)電路的通斷；電流從電壓表和電流表正極流
25、入。
(4)在坐標(biāo)系中描出2、4、6次測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后連線。由于第6個(gè)數(shù)據(jù)描點(diǎn)偏差太大，舍棄不用；圖線的斜率即為Rx的阻值，由圖可知，Rx＝4.4 Ω。
(5)由電阻定律知R＝ρ，則ρ＝·R＝R≈1.0×10－6 Ω·m，C項(xiàng)正確。
(6)由于讀數(shù)而引起的誤差是偶然誤差，由于電壓表與電流表的內(nèi)阻而引起的誤差是系統(tǒng)誤差，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)，則消除了電表內(nèi)阻對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，即消除了由測(cè)量?jī)x表引起的系統(tǒng)誤差，C項(xiàng)正確；由U－I圖象處理數(shù)據(jù)，體現(xiàn)了多次測(cè)量求平均值的思想，而且剔除了個(gè)別偶然誤差比較大的點(diǎn)，如圖線中的第6個(gè)點(diǎn)，D項(xiàng)正確。
答案 (1)0.3
26、98(0.395～0.399均正確)
(2)甲 (3)見(jiàn)解析 (4)圖線見(jiàn)解析
4．4(4.3～4.7均正確) (5)C (6)CD
4．在測(cè)量金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，可供選用的器材如下：
待測(cè)金屬絲：Rx(阻值約為4 Ω，額定電流約0.5 A)；
電壓表：V(量程3 V，內(nèi)阻約3 kΩ)；
電流表：A1(量程0.6 A，內(nèi)阻約0.2 Ω)；
A2(量程3 A，內(nèi)阻約為0.05 Ω)；
電源：E1(電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻不計(jì))；
E2(電動(dòng)勢(shì)12 V，內(nèi)阻不計(jì))；
滑動(dòng)變阻器：R(最大阻值約20 Ω)；
螺旋測(cè)微器；毫米刻度尺；開(kāi)關(guān)S；導(dǎo)線。
(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直
27、徑，示數(shù)如圖所示，讀數(shù)為_(kāi)_________ mm。
(2)若滑動(dòng)變阻器采用限流接法，為使測(cè)量盡量精確，電流表應(yīng)選__________、電源應(yīng)選__________(均填器材代號(hào))，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖。
解析 (1)螺旋測(cè)微器主尺讀數(shù)為1.5 mm，螺旋刻度讀數(shù)為27.3×0.01 mm＝0.273 mm，讀數(shù)應(yīng)為1.5 mm＋0.273 mm＝1.773 mm。
(2)由于待測(cè)電阻Rx阻值約為4 Ω，額定電流約為0.5 A，故電流表選A1，電源選E1。
答案 (1)1.773(1.771～1.775均正確)
(2)A1 E1 電路圖如圖所示
微考點(diǎn) 3 實(shí)驗(yàn)的遷
28、移、拓展和創(chuàng)新
核|心|微|講
1．實(shí)驗(yàn)原理
用電阻箱替代待測(cè)電阻，按如圖所示連接好電路，調(diào)節(jié)電阻箱，使兩次電流表示數(shù)相等，則電阻箱的示數(shù)就等于待測(cè)電阻的阻值。
2．本方案的優(yōu)缺點(diǎn)
(1)優(yōu)點(diǎn)：電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)方便，便于讀數(shù)，同時(shí)可以避免因電表的內(nèi)阻產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差。
(2)缺點(diǎn)：由于電阻箱不能連續(xù)調(diào)節(jié)，從而導(dǎo)致測(cè)量值與真實(shí)值之間存在誤差。
典|例|微|探
【例3】 某同學(xué)測(cè)量一個(gè)圓柱體的電阻率，需要測(cè)量圓柱體的尺寸和電阻。
(1)分別使用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器測(cè)量圓柱體的長(zhǎng)度和直徑，某次測(cè)量的示數(shù)如圖甲、乙所示，長(zhǎng)度為_(kāi)_______c
29、m，直徑為_(kāi)_______mm。
(2)按圖丙連接電路后，實(shí)驗(yàn)操作如下：
①將滑動(dòng)變阻器R1的阻值置于最______(填“大”或“小”)處；將S2撥向接點(diǎn)1，閉合S1，調(diào)節(jié)R1，使電流表示數(shù)為I0；②將電阻箱R2的阻值調(diào)至最________(填“大”或“小”)，S2撥向接點(diǎn)2；保持R1不變，調(diào)節(jié)R2，使電流表示數(shù)仍為I0，此時(shí)R2阻值為1 280 Ω。
(3)由此可知，圓柱體的電阻為_(kāi)_______Ω。
【解題導(dǎo)思】
試著從實(shí)驗(yàn)步驟的描述中總結(jié)出測(cè)電阻的原理？
答：替代法測(cè)電阻。
解析 (1)游標(biāo)卡尺的精度為0.1 mm，所以L＝(50＋1×0.1) mm＝5.01 cm，螺旋測(cè)
30、微器的讀數(shù)為
d＝(5＋31.6×0.01) mm＝5.316 mm。
(2)為了保護(hù)電流表，在接通電路之前，要使電路中的總電阻盡可能大，然后慢慢減小電路中的電阻。
答案 (1)5.01 5.316(5.310～5.320) (2)①大?、诖蟆?3)1 280
題|組|微|練
5．為了測(cè)量一微安表頭A的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路。圖中，A0是標(biāo)準(zhǔn)電流表，R0和RN分別是滑動(dòng)變阻器和電阻箱，S和S1分別是單刀雙擲開(kāi)關(guān)和單刀開(kāi)關(guān)，E是電池。完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：
(1)將S撥向接點(diǎn)1，接通S1，調(diào)節(jié)__________，使待測(cè)表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時(shí)_______
31、___的讀數(shù)I。
(2)然后將S撥向接點(diǎn)2，調(diào)節(jié)__________，使________________，記下此時(shí)RN的讀數(shù)。
(3)多次重復(fù)上述過(guò)程，計(jì)算RN讀數(shù)的__________，此即為待測(cè)微安表頭內(nèi)阻的測(cè)量值。
解析 本題考查的是等效替代法測(cè)電流表的電阻，意在考查學(xué)生對(duì)等效替代法的理解及電路識(shí)別。先與被測(cè)電流表連接，調(diào)整變阻器R0并使電路有適當(dāng)?shù)碾娏鳎⒂浵麓藭r(shí)電流值，然后與電阻箱連接，不改變變阻器的阻值，調(diào)整電阻箱使電路中的電流仍為I，則電阻箱的阻值就等于被測(cè)電流表的內(nèi)阻。
答案 (1)R0 標(biāo)準(zhǔn)電流表(或A0)
(2)RN 標(biāo)準(zhǔn)電流表(或A0)的讀數(shù)仍為I (3)平均值
32、
6．李明同學(xué)想要測(cè)量某個(gè)未知電阻R1，他的手邊共有儀器如下：
一個(gè)電阻箱R 一個(gè)滑動(dòng)變阻器R0 一個(gè)靈敏電流計(jì)G 一個(gè)不計(jì)內(nèi)阻的恒定電源E 開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干
他首先想到用伏安法或者電表改裝知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)電路，但發(fā)現(xiàn)由于儀器缺乏無(wú)法實(shí)現(xiàn)?？鄲乐嗳で笪锢砝蠋煹膸椭?
老師首先給了他一道習(xí)題要求他思考：
(1)如圖甲，在a、b之間搭一座“電橋”，調(diào)節(jié)四個(gè)變阻箱R1、R2、R3、R4的阻值，當(dāng)G表為零時(shí)(此時(shí)也稱(chēng)為“電橋平衡”)，4個(gè)電阻之間的關(guān)系是______________________。
(2)聰明的李明馬上想到了改進(jìn)自己的實(shí)驗(yàn)，他按照以下步驟很快就測(cè)出了Rx。
A．按圖乙接
33、好電路，調(diào)節(jié)________，P為滑動(dòng)變阻器的滑頭，當(dāng)G表示數(shù)為零時(shí)，讀出此時(shí)變阻箱阻值R1
B．將Rx與變阻箱R互換位置，并且控制________
不動(dòng)，再次調(diào)節(jié)________，直至電橋再次平衡時(shí)，讀出此時(shí)變阻箱阻值R2
C．由以上數(shù)據(jù)即可得Rx的阻值，其大小為Rx＝______。
解析 (1)由圖可知，要使G中電流為零，其兩端的電勢(shì)差為零；則由串并聯(lián)電路的規(guī)律可知，上下兩電路中電阻的比值相等；即一定有＝，
解得R1R4＝R2R3。
(2)A.由題意可知，李明采用電橋平衡法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；故應(yīng)調(diào)節(jié)R，使G表中電流為零，此時(shí)讀出R，則R1與Rx的比值等于滑動(dòng)變阻器左右兩邊電阻的比值；
34、
B．應(yīng)控制P不動(dòng)，使兩邊電阻的比值不變；互換Rx與變阻箱R；再次調(diào)節(jié)R，使電流計(jì)讀數(shù)為零；則也有比值等于左右兩邊電阻的比值；
C．根據(jù)題意有＝，
解得Rx＝。
答案 (1)R1R4＝R2R3 (2)A.R
B．P R C.
學(xué)生用書(shū)P128
1．某同學(xué)利用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器分別測(cè)量一圓柱體工件的直徑和高度，測(cè)量結(jié)果如圖甲和乙所示。該工件的直徑為_(kāi)_______ cm，高度為_(kāi)_______ mm。
甲
乙
解析 游標(biāo)卡尺讀數(shù)＝主尺讀數(shù)＋游標(biāo)尺讀數(shù)：12 mm＋4×0.05 mm＝12.20 mm＝1.220 cm。
螺旋測(cè)微器讀數(shù)＝固定刻度＋可動(dòng)刻度：
35、6.5 mm＋36.2×0.01 mm＝6.862 mm。
答案 1.220 6.862
2．某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量一種合金的電阻率。
(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量合金絲的直徑。為防止讀數(shù)時(shí)測(cè)微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，讀數(shù)前應(yīng)先旋緊如圖甲所示的部件________(填“A”“B”“C”或“D”)。從圖中的示數(shù)可讀出合金絲的直徑為_(kāi)_______ mm。
(2)如圖乙所示是測(cè)量合金絲電阻的電路，相關(guān)器材的規(guī)格已在圖中標(biāo)出。合上開(kāi)關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表的指針只在圖示位置發(fā)生很小的變化。由此可以推斷：電路中________(填圖中表示接線柱的數(shù)字)之間出現(xiàn)了______(填
36、“短路”或“斷路”)。
(3)在電路故障被排除后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讀出電壓表和電流表的示數(shù)分別為2.23 V和38 mA，由此，該同學(xué)算出接入電路部分的合金絲的阻值為58.7 Ω。為了更準(zhǔn)確地測(cè)出合金絲的阻值，在不更換實(shí)驗(yàn)器材的條件下，對(duì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)做怎樣的改進(jìn)？請(qǐng)寫(xiě)出兩條建議。
解析 (1)螺旋測(cè)微器讀數(shù)前應(yīng)旋緊止動(dòng)旋鈕，即部件B，防止讀數(shù)時(shí)螺桿移動(dòng)；由圖中的示數(shù)，讀出合金絲直徑為0.01 mm×41.0＝0.410 mm。
(2)圖示位置電壓表的電壓示數(shù)很大，而電流很小，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器示數(shù)變化很小，可以判斷電路中出現(xiàn)斷路，使電壓表和電流表串聯(lián)在電路中，可能是電路中7、9兩處出現(xiàn)了斷路。
37、
(3)由于電流表的內(nèi)阻只有約0.3 Ω，又由于58.7 Ω> Ω＝30 Ω，因此采用電流表內(nèi)接，可以減小電阻測(cè)量的誤差；另外也可以采用多次測(cè)量求平均值的方法減小實(shí)驗(yàn)誤差。
答案 (1)B 0.410 (2)7、9 斷路
(3)電流表改為內(nèi)接；測(cè)量多組電流和電壓值，計(jì)算出電阻的平均值。(或測(cè)量多組電流和電壓值，用圖象法求電阻值)
3．有一根細(xì)長(zhǎng)而均勻的金屬管線樣品，長(zhǎng)約為60 cm，電阻大約為6 Ω，橫截面如圖甲所示。
(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬管線的外徑，示數(shù)如圖乙所示，金屬管線的外徑為_(kāi)_______ mm。
(2)現(xiàn)有如下器材：
A．電流表(量程0.6 A，內(nèi)阻約為0.
38、1 Ω)
B．電流表(量程3 A，內(nèi)阻約為0.03 Ω)
C．電壓表(量程3 V，內(nèi)阻約為3 kΩ)
D．滑動(dòng)變阻器(1 750 Ω，0.3 A)
E．滑動(dòng)變阻器(15 Ω，3 A)
F．蓄電池(6 V，內(nèi)阻很小)
G．開(kāi)關(guān)一個(gè)，帶夾子的導(dǎo)線若干
要進(jìn)一步精確測(cè)量金屬管線樣品的阻值，電流表應(yīng)選______，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選____________。(填選項(xiàng)字母)
(3)請(qǐng)將如圖所示的實(shí)際測(cè)量電路補(bǔ)充完整。
(4)已知金屬管線樣品材料的電阻率為ρ，通過(guò)多次測(cè)量得出金屬管線的電阻為R，金屬管線的外徑為d，要想求得金屬管線內(nèi)形狀不規(guī)則的中空部分的橫截面積S，在前面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，還
39、需要測(cè)量的物理量是____________(所測(cè)物理量用字母表示并用文字說(shuō)明)。計(jì)算中空部分橫截面積的表達(dá)式為S＝________。
解析 (1)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為1 mm＋0.01×12.5 mm＝1.125 mm。
(2)因樣品阻值約為6 Ω，電壓表的量程為3 V，故電流最大約為0.5 A，電流表應(yīng)選A。為調(diào)節(jié)方便，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用總阻值與樣品相差不大的E。
(3)因Rx≈6 Ω，≈ Ω，故測(cè)量電路應(yīng)為外接法電路。因滑動(dòng)變阻器的總阻值大于樣品阻值，且實(shí)驗(yàn)中不需從零調(diào)節(jié)，故控制電路為限流接法，如圖所示。
(4)設(shè)金屬管線長(zhǎng)度為L(zhǎng)，由導(dǎo)體電阻公式得R＝ρ?？傻肧＝－，所以需要測(cè)量金
40、屬管線的長(zhǎng)度L。
答案 (1)1.125±0.001 (2)A E
(3)見(jiàn)解析圖
(4)管線的長(zhǎng)度L?。?
4．現(xiàn)要組裝一個(gè)由熱敏電阻控制的報(bào)警系統(tǒng)，要求當(dāng)熱敏電阻的溫度達(dá)到或超過(guò)60 ℃時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警。提供的器材有：熱敏電阻，報(bào)警器(內(nèi)阻很小，流過(guò)的電流超過(guò)Ic時(shí)就會(huì)報(bào)警)，電阻箱(最大阻值為999.9 Ω)，直流電源(輸出電壓為U，內(nèi)阻不計(jì))，滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為1 000 Ω)，滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為2 000 Ω)，單刀雙擲開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干。
在室溫下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。已知U約為18 V，Ic約為10 mA；流過(guò)報(bào)警器的電流超過(guò)20 mA時(shí)，報(bào)警器可能損壞；該熱敏電阻
41、的阻值隨溫度升高而減小，在60 ℃時(shí)阻值為650.0 Ω。
(1)完成待調(diào)節(jié)的報(bào)警系統(tǒng)原理電路圖的連線。
(2)電路中應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器__________(填“R1”或“R2”)。
(3)按照下列步驟調(diào)節(jié)此報(bào)警系統(tǒng)。
①電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，這一阻值為_(kāi)_________ Ω；滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于__________(填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是_______________。
②將開(kāi)關(guān)向__________(填“c”或“d”)端閉合，緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，直到______________。
(4)保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，將開(kāi)關(guān)向另一端閉合，報(bào)警系統(tǒng)即可正常使用。
答案 (1)連線如圖所示
(2)R2
(3)①650.0 b 接通電源后，流過(guò)報(bào)警器的電流會(huì)超過(guò)20 mA，報(bào)警器可能損壞?、赾 報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警
25
2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流 第3講 實(shí)驗(yàn)：測(cè)定金屬的電阻率學(xué)案
